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摘 要：随着城市建设的发展，地下建构筑物增多，在地下管网建设中顶管技术应用越来越多，采用顶管施工技术，能有效降低对周围建设构筑物、管网和道路的影响，取得安全、高效、经济、环保的效果。本文论述了顶管施工技术的应用，并对施工要点及安全进行了探讨。
关键词：顶管；施工技术；安全隐患
一、前言
顶管施工技术是一种利用岩土钻凿方法，更换或敷设地下管线的管道技术。因为不需开挖地面，能够直接穿越公路、铁路、河流，甚至在建筑物底下穿过，是一种能够安全有效地保护环境的施工方法。
二、顶管工作坑的开挖及导轨安装
1、工作坑设置，工作坑设置时要力求长距离顶进，尽量少挖工作坑。一般采用工作坑双向对顶，交汇坑接口的施工方法。
2、工作竖井应有足够的工作面，竖井底尺寸应按下式计算：
式中：B - 工作竖井底宽（m）；L - 工作竖井底长（m）；S - 管两侧操作宽度（m），一般为每侧1.2m～1.6m；C - 撑板厚度（m），一般采用0.2m；D1 - 管外径（m）；L1 - 管子顶进后，尾部压在导轨上的最小长度，顶钢筋混凝土管取0.3m～0.6m；机械挖土、挤压出土及管前使用其他工具管时，工具管长度如大于上述铺轨长度的要求，L1应取工具管长度；L2 - 管节长度（m）；L3 - 出土工作间长度，根据出土工具而定，宜为1.0m～1.8m；L4 - 液压油缸长度（m）；L5 - 后背所占工作竖井长度，包括横木、立铁、横铁，取0.85m。
工作竖井深度应符合下式：H1=h1+h2+h3；H2=h1+h2（无基础及垫层时）
式中：H1 - 顶进竖井地面至竖井底的深度（m）；h1 - 接受竖井地面至竖井底的深度（m）；h2 - 管道外缘底部至导轨底面的高度（m）；h3 - 基础及其垫层的厚度，不应小于该处井室的基础及垫层厚度（m）。一般工作竖井内的布置图。
3、后背
顶管时一般采用天然后背。后背有以下基本要求：1）要具有一定刚度，压缩变形尽量小。2）具有足够的强度和稳定性，不致因顶力大而坍塌。3）后背土应一致，压缩均匀，不致因顶力大而坍塌倾斜。4）后背土壁面要求平整，垂直于管中线，以便安装。
4、导轨安装
导轨安装应符合下列要求： 1）导轨应选用钢质材料制作，宜根据管材质量选配钢轨作导轨。2）应在检验合格的基礎上安装枕铁或枕木，在检验合格的枕铁或枕木上安装导轨。3）当工作竖井底有水、土质松软、管径较大时，应浇筑水泥混凝土基础，将枕铁或枕木埋设于混凝土中。4）当工作竖井底无水，土质坚实，可挖土槽埋设枕铁或枕木。5）枕铁宜用型钢制成，并附有固定导轨的特制螺栓，枕铁应直顺、平整。6）两根导轨应顺直，两根导轨的内距按下式计算：
式中：A0 - 两导轨中距（mm）；A - 两导轨上部的净距（mm）；a - 导轨的上顶宽度（mm）；
D - 管外径（mm）；h - 导轨高度（mm）； e - 管外底距枕铁（枕木）面的距离
7）顶管的顶力计算
总顶力经验公式（钢筋混凝土管）： P=nGL
式中：P - 计算总顶力（kN）；G - 管子单位长度管体自重（kN/m）；L - 顶进管总长度（m）；n - 土质系数。当土质为粘土及天然含水量较小的亚粘土，管前挖土能形成土拱者，n可取1.5～2。当土质为密实的砂土及含水量较大的亚粘土，管前挖土不易形成土拱，但塌方尚不严重时，n可取3～4。
5、工作平台安装
1）工作平台应按照施工方案支搭。 2）工作坑的平台口必须安装护栏，并设专用人行爬梯。
6、垂直起重运输设备安装
1）安装前必须对卷扬机、电动葫芦等设备进行全面检查，设备完好，方可安装。2）起重设备安装后在正式作业前必须试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物，设备有无问题，确认安全后方可起吊。
7、顶进设备安装
1）安装前对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查，设备完好方可安装。2）顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧，摆放整齐、方便安装。3）更换顶铁时，应先用长度大的顶铁。4）顶进设备安装后应试车运行。
8、顶管测量与纠偏
在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间距不应超过30cm，以保证管道入土的位置正确，管道进入土层后的正常顶进，测量间距不超过100cm。中心测量、高程测量与纠偏均采用激光导向定位系统进行。做好顶管记录与交接班记录。
三、顶管施工安全隐患处理
1、顶进土方坍塌，在土质条件差、土壤中含水量大、容易塌方的地段施工时，在管前端应加管帽。在顶进作业时，管帽应先顶入土层中以后再开始按规定的掏挖长度挖土，要始终让管帽的前沿保持在土层中，确保施工安全。
2、井内积水，基础与导轨缺乏稳定性，工作井的四周要设置围堰，防雨水进入井内，工作井底要安装有效的排水设施，保证井内的安全。确保基础的稳定安全，对导轨的规格尺寸，材质事先都应检查验收，混凝土基础的排水盲沟要保持畅通。
3、未按规定配戴安全“三宝”
1）井内作业人员必须戴安全帽，上下井走扶梯，梯子应牢固完好，深井每步梯子的梯角平台、走道应平稳、牢固、有两道牢固的护身栏。2）往工作井内下管前，必须有防高处坠落，物体打击的安全措施，作业人员分工要明确，严格遵守纪律。
四、 结论
顶管施工前应按照理论计算进行工作竖井的设置；同时应掌握顶管施工技术并且在施工中排除安全隐患，才能保证顶管施工质量。
关键词：顶管；施工技术；安全隐患
一、前言
顶管施工技术是一种利用岩土钻凿方法，更换或敷设地下管线的管道技术。因为不需开挖地面，能够直接穿越公路、铁路、河流，甚至在建筑物底下穿过，是一种能够安全有效地保护环境的施工方法。
二、顶管工作坑的开挖及导轨安装
1、工作坑设置，工作坑设置时要力求长距离顶进，尽量少挖工作坑。一般采用工作坑双向对顶，交汇坑接口的施工方法。
2、工作竖井应有足够的工作面，竖井底尺寸应按下式计算：
式中：B - 工作竖井底宽（m）；L - 工作竖井底长（m）；S - 管两侧操作宽度（m），一般为每侧1.2m～1.6m；C - 撑板厚度（m），一般采用0.2m；D1 - 管外径（m）；L1 - 管子顶进后，尾部压在导轨上的最小长度，顶钢筋混凝土管取0.3m～0.6m；机械挖土、挤压出土及管前使用其他工具管时，工具管长度如大于上述铺轨长度的要求，L1应取工具管长度；L2 - 管节长度（m）；L3 - 出土工作间长度，根据出土工具而定，宜为1.0m～1.8m；L4 - 液压油缸长度（m）；L5 - 后背所占工作竖井长度，包括横木、立铁、横铁，取0.85m。
工作竖井深度应符合下式：H1=h1+h2+h3；H2=h1+h2（无基础及垫层时）
式中：H1 - 顶进竖井地面至竖井底的深度（m）；h1 - 接受竖井地面至竖井底的深度（m）；h2 - 管道外缘底部至导轨底面的高度（m）；h3 - 基础及其垫层的厚度，不应小于该处井室的基础及垫层厚度（m）。一般工作竖井内的布置图。
3、后背
顶管时一般采用天然后背。后背有以下基本要求：1）要具有一定刚度，压缩变形尽量小。2）具有足够的强度和稳定性，不致因顶力大而坍塌。3）后背土应一致，压缩均匀，不致因顶力大而坍塌倾斜。4）后背土壁面要求平整，垂直于管中线，以便安装。
4、导轨安装
导轨安装应符合下列要求： 1）导轨应选用钢质材料制作，宜根据管材质量选配钢轨作导轨。2）应在检验合格的基礎上安装枕铁或枕木，在检验合格的枕铁或枕木上安装导轨。3）当工作竖井底有水、土质松软、管径较大时，应浇筑水泥混凝土基础，将枕铁或枕木埋设于混凝土中。4）当工作竖井底无水，土质坚实，可挖土槽埋设枕铁或枕木。5）枕铁宜用型钢制成，并附有固定导轨的特制螺栓，枕铁应直顺、平整。6）两根导轨应顺直，两根导轨的内距按下式计算：
式中：A0 - 两导轨中距（mm）；A - 两导轨上部的净距（mm）；a - 导轨的上顶宽度（mm）；
D - 管外径（mm）；h - 导轨高度（mm）； e - 管外底距枕铁（枕木）面的距离
7）顶管的顶力计算
总顶力经验公式（钢筋混凝土管）： P=nGL
式中：P - 计算总顶力（kN）；G - 管子单位长度管体自重（kN/m）；L - 顶进管总长度（m）；n - 土质系数。当土质为粘土及天然含水量较小的亚粘土，管前挖土能形成土拱者，n可取1.5～2。当土质为密实的砂土及含水量较大的亚粘土，管前挖土不易形成土拱，但塌方尚不严重时，n可取3～4。
5、工作平台安装
1）工作平台应按照施工方案支搭。 2）工作坑的平台口必须安装护栏，并设专用人行爬梯。
6、垂直起重运输设备安装
1）安装前必须对卷扬机、电动葫芦等设备进行全面检查，设备完好，方可安装。2）起重设备安装后在正式作业前必须试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物，设备有无问题，确认安全后方可起吊。
7、顶进设备安装
1）安装前对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查，设备完好方可安装。2）顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧，摆放整齐、方便安装。3）更换顶铁时，应先用长度大的顶铁。4）顶进设备安装后应试车运行。
8、顶管测量与纠偏
在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间距不应超过30cm，以保证管道入土的位置正确，管道进入土层后的正常顶进，测量间距不超过100cm。中心测量、高程测量与纠偏均采用激光导向定位系统进行。做好顶管记录与交接班记录。
三、顶管施工安全隐患处理
1、顶进土方坍塌，在土质条件差、土壤中含水量大、容易塌方的地段施工时，在管前端应加管帽。在顶进作业时，管帽应先顶入土层中以后再开始按规定的掏挖长度挖土，要始终让管帽的前沿保持在土层中，确保施工安全。
2、井内积水，基础与导轨缺乏稳定性，工作井的四周要设置围堰，防雨水进入井内，工作井底要安装有效的排水设施，保证井内的安全。确保基础的稳定安全，对导轨的规格尺寸，材质事先都应检查验收，混凝土基础的排水盲沟要保持畅通。
3、未按规定配戴安全“三宝”
1）井内作业人员必须戴安全帽，上下井走扶梯，梯子应牢固完好，深井每步梯子的梯角平台、走道应平稳、牢固、有两道牢固的护身栏。2）往工作井内下管前，必须有防高处坠落，物体打击的安全措施，作业人员分工要明确，严格遵守纪律。
四、 结论
顶管施工前应按照理论计算进行工作竖井的设置；同时应掌握顶管施工技术并且在施工中排除安全隐患，才能保证顶管施工质量。